[發明專利]一種基于自適應粒子群算法在光伏陣列多峰值系統MPPT的控制方法

在審

• 申請號: 201910654795.0
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110471487A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 于惠鈞;郭洪賓;羅梓張;龔星宇;黃鑫;劉安海
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 楊千尋;馮振寧<國際申請>=<國際公布>

1.一種基于自適應粒子群算法在光伏陣列多峰值系統MPPT的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將光伏電池進行串聯，形成光伏陣列，建立該光伏陣列局部陰影下數學模型；

S2、根據所建立的數學模型得出該光伏陣列在遮擋下出現雙峰的P-V輸出特性曲線；

S3、將建立的數學模型作為目標函數，利用自適應粒子群方法進行優化，對比自適應粒子群方法兩種模式找出的最優點，得出該光伏陣列最大功率功率點。

2.根據權利要求1所述的一種基于自適應粒子群算法在光伏陣列多峰值系統MPPT的控制方法，其特征在于，在步驟S1中：光伏電池進行串聯是一個光伏電池模塊與另外一個不同光照但溫度相同的光伏電池模塊串聯；參數設置為：T1＝T2＝25℃，光照強度G1＝1000W/m2，G2＝1200W/m。

3.根據權利要求1所述的一種基于自適應粒子群算法在光伏陣列多峰值系統MPPT的控制方法，其特征在于，在步驟S1中，光伏電池的電路等效模型如圖1所示，其中

I＝I_ph-I_d-I_s2

光伏電池電路模型的數學公式為：

其中，I為光伏電池輸出總電流；I_ph為當光照射光伏電池時產生的電流；I_d為通過二極管的電流；I_s2通過支路R_s2的電流；R_s1電路模型中串聯的等效電阻；R_s2為并聯電阻；q為電子所帶的電量；K為玻爾茲曼常數；T為環境的結對溫度；A為二極管的理想因子常數。

4.根據權利要求1所述的一種基于自適應粒子群算法在光伏陣列多峰值系統MPPT的控制方法，其特征在于，在步驟3中，自適應粒子群方法具體算法為:每個粒子i可以表示為一個N維的位置向量xi＝(xi1,xi2,…,xiN),一個N維的速度向量vi＝(vi1,vi2,vi3,…,viN),vi∈(Vmax,Vmax)。粒子在空間內尋找最優解時,會依次搜尋過程中的個體最優值Pi＝(Pi1,Pi2,Pi3,…,PiN),全局最優位置Pg＝(pg1,pg2,pg3,…,pgN)。在每一次迭代計算時粒子群會根據慣性,個體最優Pi值,全局最優位置Pg來調整速度向量,從而實時更新自己的所在位置。ω為慣性權重系數。粒子在整個解空間搜索最優解的過程中,粒子運動公式為

式中:x_i^k為粒子群中處于k代的第i個粒子所在的位置；v_i^k為粒子群中k代的第i個進化粒子的瞬時速度；c1、c2為加速因子；r1、r2為(0,1)的獨立隨機數,可根據實驗數據的實際情況設定。

5.根據權利要求1所述的一種基于自適應粒子群算法在光伏陣列多峰值系統MPPT的控制方法，其特征在于，在步驟3中，利用自適應粒子群方法進行優化，找到該光伏陣列最大功率功率點，包括兩種模式：局部搜索最大功率點模式和全局搜索最大功率點模式。

6.根據權利要求5所述的一種基于自適應粒子群算法在光伏陣列多峰值系統MPPT的控制方法，其特征在于，局部搜索最大功率點模式是：當太陽的光照強度緩慢變化時，光伏陣列的最大功率點會在很小的范圍內波動，記錄峰值位置進行比較，得到最優功率點的值。

7.根據權利要求5所述的一種基于自適應粒子群算法在光伏陣列多峰值系統MPPT的控制方法，其特征在于，全局搜索最大功率點模式是：當光伏陣列上的部分區域突然出現陰影遮擋，這時算法就會自動開啟全局搜索模式，進入更加快速的粒子群搜索通道；首先以合適的步長去尋找可能存在的峰值位置，然后把這些局部的峰值進行比較，確定全局中最優功率點的值。